專利名稱：制造充氣輪胎的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造充氣輪胎的方法，此輪胎的橡膠部分是通過將未硫化的橡膠帶卷繞而制成的。
近年來，為了減小擠壓裝置的數(shù)量和尺寸以減小工廠的規(guī)模大小，并為了建立一種柔性制造系統(tǒng)，建議制造充氣輪胎時，使用通過將一種未硫化橡膠帶直接或間接卷繞在一輪轂上的方法取代敷設(shè)橡膠部分的方法。在這種方法中，如

圖11所示，未硫化橡膠帶T借助于控制橡膠帶卷繞層間的重疊搭接，被卷繞成類似于橡膠部分最終形狀的目標(biāo)橫截面形狀。
因此，制造具有各種形狀和尺寸的橡膠部分成為可能。
一般，輪胎的不同橡膠部分通常是由不同的橡膠化合物制成。如果制造一種橡膠部分的方法只是簡單地從擠壓成最終形狀到卷繞成最終形狀進(jìn)行改變，仍舊需要制備各種由不同橡膠化合物制成的未硫化橡膠帶。
根據(jù)本發(fā)明，制造充氣輪胎的一種方法包括組裝未硫化橡膠部分以制成生輪胎；硫化生輪胎；和卷繞未硫化橡膠帶，從而使至少未硫化橡膠部分之一卷繞層總體聚集成具有預(yù)定的截面形狀，以制成至少所述未硫化橡膠部分之一。
對附圖的簡要說明現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1a、1b和1c示出了用于制造橡膠部分的未硫化橡膠帶；圖2為充氣輪胎的橫截面視圖；圖3a-3g為用于說明根據(jù)本發(fā)明制造充氣輪胎的方法的圖解；圖4a-4c為對該方法的修改的說明；圖5為說明用于制造與卷繞橡膠帶的設(shè)備的原理圖；圖6示出了通過卷繞未硫化橡膠帶制成的一種橡膠部分，該橡膠帶包含具有不同方向角度的短纖維；圖7a和7b各示出了一側(cè)壁橡膠；圖8為一種充氣輪胎的橫截面視圖；圖9為側(cè)壁部的局部截面視圖；圖10為側(cè)壁部的局部截面視圖；圖11為一種未硫化橡膠部分的的截面視圖，該橡膠部分通過卷繞一種未硫化橡膠帶制成。
對推薦實施例的詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明，輪胎的組成部分是通過卷繞一種長的未硫化橡膠帶T制成。未硫化橡膠帶T是指這樣一些橡膠帶純橡膠帶Tp，該橡膠帶只由未硫化橡膠制成；含纖維橡膠帶Trf，該橡膠帶由混合有短纖維的未硫化橡膠制成；和含簾布線橡膠帶Trc，該橡膠帶由沿橡膠帶長度方向嵌入了一條或多條簾布線的未硫化橡膠帶制成。圖1a、1b和1c分別示出了純橡膠帶Tp、含纖維橡膠帶Trf和含簾布線橡膠帶Trc的例子。未硫化橡膠帶T的厚度(T)可設(shè)置在0.3至2.5mm范圍，最好設(shè)置在0.5至2.0mm。未硫化橡膠帶T的寬度W可設(shè)置在5至50mm，最好設(shè)置在10至25mm。
本發(fā)明可用于各種充氣輪胎，例如客車輪胎、輕型卡車輪胎、摩托車輪胎和重載輪胎。不過為方便起見，下述說明以客車徑向輪胎為基礎(chǔ)這種輪胎具有小的縱橫尺寸比。
圖中，充氣輪胎1包括踏面部2；一對側(cè)壁部3；一對胎邊部4，每一胎邊部內(nèi)具有胎邊芯5；胎體6，在胎邊部4之間延伸；和踏面增強(qiáng)帶，設(shè)置在胎體6徑向之外，踏面部2之內(nèi)。
胎體6至少包括一層用簾布線制成的簾布層6A，該簾布線沿徑向設(shè)置成相對于輪胎的子午線C呈75度至90度的角度，經(jīng)過側(cè)壁部3和踏面部2在胎邊部4之間延伸，并繞過在胎邊部4內(nèi)的胎邊芯5，從輪胎內(nèi)向外向上轉(zhuǎn)，從而形成一對卷起部6b和位于其間的主部6a。胎體簾布線可用有機(jī)纖維簾布線，例如聚酯簾布線、尼龍簾布線、人造纖維簾布線、芳族聚酰胺簾布線及類似有機(jī)簾布線或鋼絲簾布線。圖中所示胎體6的例子是由單簾布層有機(jī)纖維簾布線6A構(gòu)成，該纖維簾布線沿半徑方向設(shè)置成90度，而胎體簾布層卷起部6b徑向向外延伸超出胎體主部6a截面最大寬度部。
踏面增強(qiáng)帶包括護(hù)胎緩沖襯帶7和設(shè)置在護(hù)胎緩沖襯帶7徑向方向外的可選帶子。
護(hù)胎緩沖襯帶7設(shè)置在胎體6的最高點處，并包括至少兩層交叉線網(wǎng)簾布線7A和7B，該線網(wǎng)簾布線彼此平行設(shè)置，簾布線相對于輪胎子午線成10至45度角度。護(hù)胎緩沖襯帶的簾布線可用鋼絲簾布線和高模量有機(jī)簾布線，諸如芳族聚酰胺之類的有機(jī)簾布線。
帶子設(shè)置在護(hù)胎緩沖襯帶7徑向方向之外，帶子用簾布線制成，設(shè)置成相對于輪胎的圓周方向的角度為零或成小角度。最好帶子是由至少一種有機(jī)纖維簾布線，例如用尼龍簾布線或類似有機(jī)纖維簾布線成螺旋纏繞制成，螺旋線相對于輪胎子午線的角度不大于5度。在數(shù)條帶簾布線成螺旋纏繞的情況下，最好使用橡膠帶Trc，在這種橡膠帶中沿帶的長度方向嵌入了帶簾布線，如圖1c所示。
圖中所示增強(qiáng)帶是由兩層護(hù)胎緩沖襯層7構(gòu)成，該護(hù)胎緩沖襯層由用鋼絲簾布線制成的交叉簾布層構(gòu)成。
一種輪胎由各種橡膠部分構(gòu)成。在踏面部2，踏面橡膠Gt設(shè)置在增強(qiáng)帶徑向方向之外。在每一側(cè)壁部3，側(cè)壁橡膠Gs設(shè)置在胎體6軸向方向之外，該胎體限定了輪胎外表面的一部分。在每一胎邊部4，鉤緊橡膠Gbc沿軸向外表面和胎邊部底表面設(shè)置，胎邊頂橡膠Gba還設(shè)置在胎邊芯5徑向方向外面，并在沿徑向向外延伸的同時向徑向向外的端部逐漸變窄。在胎體部6內(nèi)側(cè)，設(shè)置一種不透空氣的橡膠化合物制成的內(nèi)線性橡膠Gil，以覆蓋氣密密封輪胎的內(nèi)表面。在圖示作為例子的輪胎中，胎邊頂橡膠Gba是用硬橡膠化合物制成，設(shè)置在胎體主部6a和卷起部6b之間，并在卷起部6b徑向外端的徑向內(nèi)側(cè)終結(jié)。
在下列作為例子的輪胎中，至少側(cè)壁橡膠Gs是通過卷繞一長未硫化橡膠帶T制成。
圖2示出了一種客車用的徑向輪胎，此輪胎處于在其正常充氣而未承受載荷的狀態(tài)。
在此，正常充氣未受載荷狀態(tài)是這樣，輪胎安裝在一種標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣至標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)壓，但不對輪胎施加負(fù)載。標(biāo)準(zhǔn)輪輞是日本汽車輪胎制造廠商協(xié)會(JATMA)規(guī)定的“標(biāo)準(zhǔn)輪輞”、歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織(ETRTO)的“測試輪輞”、輪胎輪輞協(xié)會(TRA)的“設(shè)計輪輞”或類似的輪輞。標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)為JATMA的“最大空氣壓”、ETRTO的“充氣壓”、TRA“在各種冷充氣壓的輪胎負(fù)載極限”表所給定的最大氣壓或類似的標(biāo)準(zhǔn)氣壓。不過，在客車輪胎的情況下，標(biāo)準(zhǔn)氣壓為180KPa。順便提一句，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載在JATMA中為“最大負(fù)載能力”、在ETRTO中為“負(fù)載能力”、在TRA中為上述表中給定的最大值。
在此例中，除上述橡膠部分外，在增強(qiáng)帶7與踏面橡膠Gt之間設(shè)置了薄的踏面下橡膠Gut，以改善增強(qiáng)帶7與踏面橡膠Gt之間的粘接。
此外，一種減震橡膠Gtc被設(shè)置在增強(qiáng)帶7軸向外邊沿與胎體6之間，以便減輕增強(qiáng)帶邊沿的應(yīng)力。最好胎體橡膠Gtc與增強(qiáng)帶7的軸向重疊寬度CW設(shè)置為0.05至0.25倍增強(qiáng)帶7軸向?qū)挾菳W，最好為0.07至0.2倍。胎體橡膠Gtc從其中點向其每一側(cè)逐漸變窄。
此外，每一側(cè)壁部3在胎體6與內(nèi)線性橡膠Gil之間設(shè)置了隔層橡膠Gin，以防止內(nèi)線性橡膠Gil與胎體6分離。隔層橡膠Gin至少在接近增強(qiáng)帶7軸向外端與胎體主部6a截面最大寬度點徑向向內(nèi)部位之間延伸。最好隔層橡膠Gin與增強(qiáng)帶7的軸向重疊寬度LW設(shè)置為增強(qiáng)帶7軸向?qū)挾菳W的0.2至0.5倍，推薦0.2至0.4倍。另一方面，隔層橡膠Gin的徑向內(nèi)端與胎體主部的截面最大寬度點沿徑向向內(nèi)一段徑向距離Ha，此徑向距離不小于輪胎截面高度的0.1倍，最好在0.3至0.4倍范圍。在此例中，隔層橡膠Gin的徑向內(nèi)端定位于胎邊頂橡膠Gba徑向外端的徑向之內(nèi)。
上述鉤緊橡膠Gbc包括基礎(chǔ)部，沿胎邊部4的底面延伸；軸向外部及軸向內(nèi)部，均分別沿胎邊部4的軸向外表面和軸向內(nèi)表面延伸。
上述側(cè)壁橡膠Gs與踏面橡膠Gt和鉤緊橡膠Gbc的軸向外部編接。
希望減少不同種類未硫化橡膠帶T的種數(shù)，因此，數(shù)個橡膠部分應(yīng)當(dāng)通過卷繞一種未硫化橡膠帶T制成。這意味著這些橡膠部分均用相同的橡膠化合物制成。不過通常并不總要求橡膠帶具有恒定的厚度和恒定的寬度，因為其厚度和/或?qū)挾瓤梢栽诰砝@時借助于輥子和類似的裝置改變，此外，通常并不要求在橡膠部分之間橡膠帶T是連續(xù)的。如果需要，可切割橡膠帶T。重要的是使用由一種可包括擠壓裝置和輥子的設(shè)備制成的橡膠帶。
在此實施例中，側(cè)壁橡膠Gs、隔層橡膠Gin和減震橡膠Gtc是用一種純橡膠帶Tp1制成，即這些橡膠都是用相同的橡膠化合物制成。
鉤緊橡膠Gbc是通過卷繞由不同橡膠化合物制成的純橡膠帶Tp2制成的。
內(nèi)線性橡膠Gil是通過卷繞不同的不透空氣橡膠化合物制成的純橡膠帶Tp3制成的。
由于內(nèi)線性橡膠Gil是用于保證輪胎內(nèi)表面的氣密密封，用丁基橡膠化合物制作未硫化橡膠帶Tp3，這種橡膠帶中的丁基橡膠或其派生物按重量計的含量，在按重量計的100份基礎(chǔ)橡膠中至少包括50份。對于考慮過的丁基橡膠，使用諸如氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠之類的鹵化丁基橡膠及類似的橡膠。
由于側(cè)壁橡膠Gs、減震橡膠Gtc和隔層橡膠Gin設(shè)置在變形較大的區(qū)域，橡膠部分經(jīng)受機(jī)械疲勞。因此，防止橡膠帶Tp1卷繞層之間的分離和在輪胎外表面沿各層邊界處的破裂是很重要的。側(cè)壁橡膠Gs在抗剪切、防水、柔性及類似性能方面應(yīng)當(dāng)是優(yōu)越的。
另一方面，鉤緊橡膠Gbc受輪環(huán)的擠壓和摩擦，需要保證胎邊部足夠的剛性。
因此，用一種較硬且耐磨損性能優(yōu)越的橡膠化合物制造構(gòu)成鉤緊橡膠Gbc的未硫化橡膠帶Tp2。
不過，對于未硫化橡膠帶Tp1用一種黏結(jié)性能和彈性優(yōu)越的丁基橡膠化合物，這種橡膠包括按重量計的40至100份低黏度聚丁二烯橡膠，并在按重量計的100份橡膠化合物中，按重量計至少包含2.5份，推薦至少2.7份、更推薦3.0至4.0份防老劑。低黏度聚丁二烯橡膠的穆尼黏度設(shè)定在不大于40，推薦從28至38，更推薦從25至35{ML(1+4)@100℃}。
至于防老劑，例如N-苯基-N’-異丙基-對苯二胺，N-(1，3-二甲基丁基-N’苯基-對苯二胺，異二烯-對苯二胺混合物，N，N’-聯(lián)苯-對苯二胺，p-(對甲苯基二甲銃氨酸)二苯胺，辛基化二苯胺，2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉的聚合物，6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉，N-苯基-1-萘胺，4，4’-(α，α-二甲苯甲基)二硫代氨甲酸鹽，N，N’-di-2-萘基-對苯二胺，鎳-二甲基二硫代氨甲酸鹽，鎳-二丁基二硫代氨甲酸鹽，2-硫醇基苯并咪唑，
2-硫醇基苯并咪唑鋅鹽，2-硫醇基甲基苯并咪唑，2-硫醇基甲基苯并咪唑鋅鹽，1，3-雙二甲基氨丙基-2-硫脲，三丁基硫脲，N-苯基-N’-(3-methacryloyloxy-2-羥基丙烷基)-對苯二胺及類似防老劑均可用。
側(cè)壁橡膠Gs、減震橡膠Gtc和隔層橡膠Gin，即橡膠帶Tp1，當(dāng)硫化時，100％模量從0.5至2.5MPa，推薦0.5至2.0MPa，更推薦0.7至2.0MPa，而JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的A型硬度計測定的硬度不大于65度，推薦為40至65度，更推薦為50至62度。
如果100％模量小于0.5MPa，對于側(cè)壁部3而言則剛度不足，就難于保持駕駛穩(wěn)定性。如果100％模量大于2.5MPa和/或JISA型硬度計測定的硬度大于65度，對于防震橡膠Gtc而言就難于減輕增強(qiáng)帶邊緣的應(yīng)力，對于側(cè)壁橡膠Gs而言就難于保證所必須的彈性。
下表示出了橡膠帶Tp1的橡膠化合物(按重量計的份數(shù))天然橡膠 40低黏度聚丁二烯橡膠 60FEF 50芳香油 5防老劑 3石蠟 1.5硬脂酸 2.5氧化鋅 3.0硫化加速劑 1.0硫磺 1.5JIS A型硬度計測定的硬度 55 *3100％模量1.1MPa *3
*1 穆尼黏度30{ML(1+4)@100℃}*2 N-(1，3-二甲苯甲基)-N’苯基-對苯二胺*3 硫化狀態(tài)160℃，18分鐘上述JIS A型硬度計測定的硬度是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K6253測定的。穆尼黏度是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K6300測定的。
上述沖氣輪胎1可按如圖3a至3g所示制造。
首先，如圖3a所示，將上述橡膠帶Tp2卷繞在一圓柱形輪胎制作輪鼓D上，以在輪鼓中央的每一側(cè)制作鉤緊橡膠Gbc，而在其間留一空間。
此外，為便于制造內(nèi)線性橡膠Gil，如圖3b所示，橡膠帶Tp3被卷繞在圓柱形輪胎制作輪鼓D上橫跨在橡膠帶Tp2之間的空間。內(nèi)線性橡膠Gil與鉤緊橡膠Gbc有某種程度的重疊。
其次，如圖3c所示，為便于制造隔層橡膠Gin，將橡膠帶Tp1卷繞在內(nèi)線性橡膠Gil上。
然后，如圖3d所示，為便于制造胎體簾布層6A，將一種經(jīng)過橡膠處理的胎體簾布線的寬的原材料條敷設(shè)在其上。此外，胎邊芯5和原材料胎邊頂橡膠Gba被設(shè)置在已卷繞的胎體簾布線上每一相應(yīng)的位置。
此外，如圖3e所示，胎體條6A連同鉤緊橡膠Gbc的較大部分被折疊成環(huán)繞相應(yīng)的胎邊芯5。
為便于使減震橡膠Gtc設(shè)置在增強(qiáng)帶邊緣相應(yīng)的位置，橡膠帶Tp1被卷繞在胎體條上成本質(zhì)上為三角形形狀。這樣橡膠帶Tp1再次被使用。
直接或間接地卷繞在輪鼓D上的上述原胎體條6A和橡膠部分被改變成喇叭口形，同時減小胎邊芯5之間距離，如圖3f所示。而在喇叭口形胎體頂部，設(shè)置踏面橡膠Gt和增強(qiáng)帶7組件。
進(jìn)一步如圖3g所示，為便于在每一側(cè)壁部制成側(cè)壁橡膠Gs，橡膠帶Tp1被卷繞在胎體6的軸向外面。橡膠帶Tp1被再次使用。
這樣，一個生輪胎便制成了。生輪胎被放入模型中進(jìn)行硫化。
上述踏面橡膠和增強(qiáng)帶組件可按下述方法制造。一種用橡膠處理的護(hù)胎緩沖襯帶簾布線被敷設(shè)或卷繞在成型輪廓的增強(qiáng)帶輪鼓上，以制造增強(qiáng)帶7。在增強(qiáng)帶包括一種帶的情況下，沿長度方向嵌有一條或多條帶芯的橡膠帶Trc被成螺旋線形卷繞。然后，將一種未硫化橡膠帶T卷繞在增強(qiáng)帶上以制成下踏面橡膠Gtu(未示出)，而另一個未硫化橡膠帶T被卷繞其上以制成踏面橡膠Gt。
對于下踏面橡膠Gut的未硫化橡膠帶T，使用一種黏結(jié)性能優(yōu)越的天然橡膠基橡膠化合物。對于踏面橡膠Gt的未硫化橡膠帶T(Tp或Trf)，使用一種耐摩擦、生熱和夾緊性能優(yōu)越的橡膠化合物。
側(cè)壁橡膠Gs可通過在上述喇叭口形胎體上卷繞未硫化橡膠帶T制成。但是，如圖4a和4b所示，也可以通過在圓柱形胎體上卷繞未硫化橡膠帶T以制成側(cè)壁橡膠Gs，此后卷繞橡膠帶T，胎體、側(cè)壁等等被改變成喇叭口形。
進(jìn)一步如圖4c所示，可通過將一種未硫化橡膠帶T連同鉤緊橡膠Gbc在另一個輪鼓上進(jìn)行卷繞以制成側(cè)壁橡膠Gs，然后，將側(cè)壁橡膠Gs與鉤緊橡膠Gbc的組件敷設(shè)在喇叭口型的胎體上。
圖5示出了制造和卷繞一種未硫化橡膠帶T的設(shè)備，此設(shè)備包括擠壓裝置20，該擠壓裝置包括螺旋和模具；一對輥子21，設(shè)置在接近擠壓裝置的模具的出口處，用于調(diào)節(jié)橡膠帶T的厚度；數(shù)個冷卻輥子22、23和24，用于冷卻擠壓出的橡膠帶T；橡膠帶貼敷器27，此橡膠帶貼敷器可在輪鼓D上往復(fù)移動；輥子，用于引導(dǎo)并輸送橡膠帶至貼敷器27。被輸送至擠壓裝置的橡膠帶化合物的材料被螺旋混合并從模具被擠壓成平直截面形狀。擠壓后的未硫化橡膠被輥子21滾壓。通過改變輥子之間的間隙，橡膠帶T的厚度可調(diào)整至預(yù)定的厚度。橡膠帶T經(jīng)過冷卻輥子和引導(dǎo)輥子被輸送至貼敷器27。借助于輪胎制作輪鼓D的旋轉(zhuǎn)橡膠帶T被卷繞在輪胎制作輪鼓上，并通過貼敷器27的往復(fù)運動，給予被卷繞的橡膠帶以預(yù)定的截面形狀。擠壓速度、輥子間的間隙、輪鼓速度、貼敷器速度、貼敷器的位置以及類似工況，均根據(jù)儲存的程序以及為橡膠帶厚度、各種位置、各種速度、溫度等等設(shè)置的傳感器的輸出，由計算機(jī)進(jìn)行控制。如果需要，可在擠壓裝置與貼敷器之間設(shè)置橡膠帶貯存器。
在上述實施例中，由于特定的橡膠化合物被用于橡膠帶Tp1，側(cè)壁橡膠Gs、隔層橡膠Gin、和減震橡膠Gtc可通過卷繞相同的橡膠帶Tp1制成，而所最終制成的輪胎可顯示出與傳統(tǒng)方法制成的輪胎具有同樣的性能。
有可能通過使用數(shù)種橡膠化合物改進(jìn)輪胎的具體性能。不過這違反了本發(fā)明的目的之一。因此，一種技術(shù)方案是使用含纖維橡膠帶Trf，在這種橡膠帶中，纖維的方向具有各種角度。
含纖維橡膠帶Trf是通過擠壓混合有纖維的橡膠化合物，并滾壓被擠壓的化合物而制成。在橡膠帶Trf中的短纖維的方向是沿擠壓方向或橡膠帶通過此制造過程的縱向方向。通過改變橡膠帶Trf的厚度可控制(纖維)方向的度數(shù)。較薄的橡膠帶纖維方向的角度更大。因此具有不同方向角度的含纖維橡膠帶包括薄橡膠帶和厚橡膠帶。薄橡膠帶與厚橡膠帶可以不連續(xù)。不過，在此例中，它們是連續(xù)的。
最好用非金屬纖維作為短纖維F。例如，有機(jī)纖維，如尼龍、聚酯、芳族聚酰胺、人造纖維、維尼綸、棉線、纖維素樹脂、結(jié)晶聚丁二烯及類似的有機(jī)纖維，和無機(jī)纖維如玻璃纖維、碳纖維、硼纖維及類似的無機(jī)纖維，既可以單獨使用，也可以組合使用只要與橡膠能充分黏結(jié)。短纖維F的平均長度設(shè)定在從0.2至5mm范圍，最好在1.0至4.0mm，纖維的平均直徑在10至100微米，最好在50至80微米范圍。例如，使用平均長度為3.5mm、平均直徑為70至80微米的尼龍66纖維。
短纖維F的含量對于按重量計的100份化合物的橡膠部分而言，按重量計的短纖維設(shè)定在10至30份，推薦15至25份。對于橡膠部分，使用二烯(基)橡膠，例如天然橡膠、異戊二烯橡膠、丁苯橡膠、聚丁橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠及類似的橡膠，可單獨使用或組合使用。通常，含纖維橡膠帶Trf的厚度(t)，如上所述，設(shè)定在0.3至2.5mm范圍，推薦為0.5至2.0mm。薄橡膠帶的厚度t1與厚橡膠帶的厚度t2的比(t1/t2)設(shè)定在從0.15至0.80的范圍，推薦為0.20至0.75，更推薦0.20至0.70范圍。橡膠帶Trf的寬度W可設(shè)定在從5至50mm范圍，推薦在10至25mm范圍。
例如，在圖6所示橡膠部分中，A1部是通過卷繞薄橡膠帶Trf1制成，而A2部是通過卷繞厚橡膠帶Trf2而制成。結(jié)果，A1部可能具有比A2部更高的剛度。
在圖7a和7b中，側(cè)壁橡膠Gs是通過卷繞未硫化含纖維橡膠帶Trf制成。由于橡膠帶中的短纖維F的方向幾乎平行于橡膠帶的縱向方向，短纖維F的方向本質(zhì)上朝向輪胎的圓周方向。側(cè)壁橡膠Gs的中部在輪胎行駛過程中的彎曲變形大，這部分是通過卷繞厚橡膠帶制成的，于是，短纖維方向的角度減小。因此，在中部A2制成較小的纖維方向角度，而較大的纖維方向角度設(shè)置在其每一側(cè)邊。這些較小纖維方向角度的中部A2最好設(shè)置在徑向高度范圍S1內(nèi)，此范圍在從輪胎截面高度H的65％至35％之間。因此，行駛舒適性和滾動阻力可以改善。方向角度可以如圖7a所示作階越式改變也可如圖7b所示逐漸改變。在圖7a中，較小纖維方向角度的A2部還設(shè)置在側(cè)壁橡膠徑向外端部，此側(cè)壁橡膠定位于增強(qiáng)帶邊緣7e之下，從而起減震橡膠Gtc的作用。
由于纖維的實際方向與輪胎圓周方向的差異，最好至少約90％的短纖維的方向小于30度，以便從定向的短纖維獲得方向性增強(qiáng)效應(yīng)。
在此例中，由于在側(cè)壁橡膠Gs中的短纖維F本質(zhì)上朝向輪胎圓周方向，側(cè)壁橡膠Gs有效地增強(qiáng)了圓周剛度而未過分地提高徑向剛度。結(jié)果，輪胎的滾動阻力減小而并未使行駛舒適性惡化。剪切阻力也得到改善。此外，輪胎重量的減輕成為可能，因為側(cè)壁橡膠的厚度可通過提高剛度而減小。
如果平均纖維長度小于0.2mm和/或平均纖維直徑小于10微米，就難于獲得足夠的方向增強(qiáng)效應(yīng)。如果平均纖維長度大于5mm和/或平均纖維直徑大于100微米，纖維與橡膠的黏結(jié)趨于降低，抗摩擦和抗破裂的性能很有可能降低。
如果短纖維F的含量按重量計小于10份，側(cè)壁橡膠Gs的圓周剛度降低。如果短纖維F的含量按重量計大于30份，則存在降低抗破裂能力的趨勢。
在上述實施例中，含纖維橡膠帶Trf被用于制造設(shè)置在鄰近胎體的整個側(cè)壁橡膠Gs。不過，還可以使用含纖維橡膠帶Trf制造一部分側(cè)壁橡膠Gs。在這種情況下，其余部分可通過卷繞純橡膠帶Tp制成。進(jìn)一步還可以用擠壓成最終形狀的橡膠條(不是卷繞成最終形狀的橡膠帶Tp)。此外，可使用簾布線增強(qiáng)橡膠帶Trc。
順便提一句，無論方向角度是變化的或恒定的，含纖維橡膠帶Trf可與純橡膠帶Tp和/或橡膠條組合使用以制造一部分或整個橡膠部分。
例如，如圖8所示(此輪胎的長度直徑比不大于55％)，側(cè)壁部3可具有一雙層結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包括側(cè)壁橡膠Gs，通過卷繞純橡膠帶Tp制成；內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin，通過卷繞含纖維橡膠帶Trf制成。
在此例中，純橡膠帶Tp是由較軟的橡膠化合物制成，從而側(cè)壁橡膠Gs用JIS A型硬度計測定的硬度為52至54度，推薦為50至56度，更推薦為48至58度，而在230％延伸量的模量從1.5至2.5MPa，穆尼黏度從28至44{ML(1+4)}，推薦為34至38{ML(1+4)}，更推薦為32至40{ML(1+4)}。這種軟橡膠化合物最好包括二烯(基)橡膠，例如天然橡膠、異戊二烯橡膠、丁苯橡膠、聚丁橡膠、氯丁二烯橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠及類似的橡膠作為其基礎(chǔ)橡膠，可單獨使用或組合使用。下表示出了這種軟橡膠的例子聚丁橡膠 55PHR天然橡膠 35PHR異戊二烯橡膠 10PHRFEF 按重量計45份另一方面，至于內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin，為了有效地增強(qiáng)側(cè)壁部，短纖維的方向應(yīng)當(dāng)是大角度，例如至少大約90％的短纖維的方向相對于輪胎圓周方向小于30度。例如使用芳族聚酰胺短纖維。最好用于內(nèi)側(cè)壁橡膠的橡膠化合物所具有JIS A型硬度計測定的硬度在60至95度范圍，在230％延伸量的模量為2.8至6.0MPa，穆尼黏度從40至73{ML(1+4)}。
側(cè)壁橡膠Gs的厚度t2設(shè)定在大于0.05倍內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin厚度t1而小于4.0倍該內(nèi)側(cè)壁橡膠厚度。
由于側(cè)壁橡膠Gs的未硫化橡膠帶Tp是用軟橡膠化合物制成，橡膠帶卷繞層之間的黏結(jié)得到改善。因此，即使卷繞層被暴露，在側(cè)壁表面發(fā)生破裂也可有效防止。此外，由于內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin的剛性提高，駕駛穩(wěn)定性可以改善。
如果軟橡膠化合物用JIS A型硬度計測定的硬度低于48度，就難于保持側(cè)壁部3所需要的彎曲剛度，而駕駛穩(wěn)定性惡化。如果用JIS A型硬度計測定的硬度大于58度，側(cè)壁外表面在卷繞層之間沿邊界很可能發(fā)生破裂。
如果軟橡膠材料R1在230％的延伸量的模量小于1.5MPa，就難于改善駕駛穩(wěn)定性。如果230％延伸量的模量大于2.5MPa，很可能發(fā)生破裂。
如果軟橡膠材料R1的穆尼黏度小于28{ML(1+4)}，就難于使橡膠帶的卷繞獲得預(yù)定形狀。如果穆尼黏度大于44{ML(1+4)}，卷繞層之間的黏結(jié)性能降低并很可能發(fā)生破裂。
圖9示出了對上述雙層結(jié)構(gòu)的更改，其中，側(cè)壁橡膠Gs可與上述相同，但內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin是通過卷繞如圖1c所示簾布線增強(qiáng)橡膠帶Trc制成。簾布線增強(qiáng)橡膠帶Trc可卷繞在上側(cè)壁部內(nèi)接近輪胎肩部處。在其余下側(cè)壁部，可卷繞上述含纖維橡膠帶Trf或提及的純橡膠帶Tp4。為增強(qiáng)RC，最好使用有機(jī)簾布線，例如840d尼龍簾布線。
圖10進(jìn)一步示出了圖9所示雙層結(jié)構(gòu)的更改，其中，側(cè)壁橡膠Gs與上述相同，但內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin是通過卷繞純橡膠帶Tp4制成，此純橡膠帶是由一種比側(cè)壁橡膠Gs更硬的橡膠化合物制成，目的是增加側(cè)壁部3的剛度。此外，代替卷繞窄純橡膠帶Tp4，內(nèi)側(cè)壁橡膠Gsin可通過敷設(shè)一較寬的橡膠條制成，此橡膠條可通過擠壓裝置制成。在此例中的內(nèi)側(cè)壁，用JIS A型硬度計測定的硬度、230％延伸量的模量和穆尼黏度，均設(shè)定為大于側(cè)壁橡膠Gs的相應(yīng)數(shù)值并接近其上限，即，硬度為95度、模量為6.0MPa和穆尼黏度73{ML(1+4)}。
權(quán)利要求
1.一種制造充氣輪胎的方法，該方法包括組裝未硫化橡膠部分以制成生輪胎；硫化生輪胎和卷繞未硫化橡膠帶，從而使至少未硫化橡膠部分之一卷繞層總體聚集成具有預(yù)定的截面形狀，以制成至少所述未硫化橡膠部分之一。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，輪胎包括側(cè)壁橡膠，設(shè)置在輪胎側(cè)壁部內(nèi)，以限定側(cè)壁部的外表面；和所述至少未硫化橡膠部分之一，對應(yīng)于側(cè)壁橡膠。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，輪胎包括側(cè)壁橡膠，設(shè)置在輪胎側(cè)壁部內(nèi)，以限定側(cè)壁部的外表面；和減震橡膠，設(shè)置在胎體與跨面增強(qiáng)帶的邊緣之間；和所述至少未硫化橡膠部分之一，對應(yīng)于側(cè)壁橡膠和減震橡膠。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，輪胎包括側(cè)壁橡膠，設(shè)置在輪胎側(cè)壁部內(nèi)，以限定側(cè)壁部的外表面；內(nèi)線性橡膠，沿輪胎的內(nèi)表面設(shè)置在胎體內(nèi)側(cè)；隔層橡膠，設(shè)置在側(cè)壁部的徑向外部，處于胎體與內(nèi)線性橡膠之間；和減震橡膠，設(shè)置在胎體與踏面增強(qiáng)帶邊緣之間；所述至少未硫化橡膠部分之一，對應(yīng)于側(cè)壁橡膠、隔層橡膠和減震橡膠；和此方法還包括卷繞用不透空氣的橡膠化合物制成的未硫化橡膠帶，以制成內(nèi)線性橡膠。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，輪胎包括側(cè)壁橡膠，設(shè)置在輪胎側(cè)壁部內(nèi)，以限定側(cè)壁部的外表面；內(nèi)線性橡膠，沿輪胎的內(nèi)表面設(shè)置在胎體內(nèi)側(cè)；和隔層橡膠，設(shè)置在側(cè)壁部的徑向外部，處于胎體與內(nèi)線性橡膠之間，所述至少未硫化橡膠部分之一對應(yīng)于側(cè)壁橡膠和隔層橡膠；此方法還包括卷繞用不透空氣的橡膠化合物制成的未硫化橡膠帶，以制成內(nèi)線性橡膠。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述至少未硫化橡膠部分之一是用一種橡膠化合物制成，該橡膠化合物在按重量計的100份橡膠中包括至少2.5份按重量計的防老劑，此橡膠包括按重量計的40至100份的低黏度聚丁二烯橡膠，其用JISA型硬度計測定的硬度不大于65度，100％模量為0.5至2.5MPa。
7.如權(quán)利要求2、3、4或5所述的方法，其中，輪胎還包括鉤緊橡膠，沿胎邊部的軸向外表面和胎邊部的底面設(shè)置在輪胎的胎邊部內(nèi)，此方法還包括卷繞未硫化橡膠帶以制成鉤緊橡膠。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述未硫化橡膠帶具有混合在橡膠中的短纖維。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述未硫化橡膠帶具有混合在橡膠中的短纖維，且短纖維朝向橡膠帶的縱向方向。
10.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述未硫化橡膠帶具有混合在橡膠中的短纖維，和未硫化橡膠帶包括一種在該橡膠帶中的短纖維大多朝向橡膠帶縱向方向的橡膠帶，還包括一種在該橡膠帶中的短纖維較少朝向橡膠帶縱向方向的橡膠帶。
11.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述未硫化橡膠帶具有混合在其中的短纖維，和此方法還包括改變短纖維朝向橡膠帶縱向方向的角度度數(shù)。
12.如權(quán)利要求2、3、4、5、6或7所述的方法，其中，此輪胎還包括軸向線性側(cè)壁橡膠，設(shè)置在所述側(cè)壁橡膠內(nèi)側(cè)，和此方法包括卷繞未硫化橡膠帶以制成軸向內(nèi)側(cè)壁橡膠，該未硫化橡膠帶用具有短纖維混合橡膠中的橡膠化合物制成。
13.如權(quán)利要求2、3、4、5、6或7所述的方法，其中，此輪胎還包括軸向線性側(cè)壁橡膠，設(shè)置在所述側(cè)壁橡膠內(nèi)側(cè)，和此方法包括卷繞未硫化橡膠帶以制成軸向內(nèi)側(cè)壁橡膠，在該未硫化橡膠帶中，一條或多條有機(jī)纖維簾布線沿橡膠帶的長度方向嵌入帶中。
14.如權(quán)利要求2、3、4、5、6或7所述的方法，其中，此輪胎還包括軸向線性側(cè)壁橡膠，設(shè)置在所述側(cè)壁橡膠內(nèi)側(cè)，和此方法包括卷繞用具有比側(cè)壁橡膠硬度更高的橡膠化合物制成的未硫化橡膠帶。
15.如權(quán)利要求12、13或14所述的方法，其中，側(cè)壁橡膠用JIS A型硬度計測定的硬度為48至58度，230％模量為1.5至6.0MPa，穆尼黏度從28至44{ML(1+4)}。
16.如權(quán)利要求9、10或11所述的方法，其中，具有短纖維混合其中的未硫化橡膠帶的厚度為0.3至2.5mm，短纖維的平均長度為0.2至5mm，平均直徑為10至100微米，在橡膠化合物中短纖維的含量為，在按重量計的100份基礎(chǔ)橡膠中包含10至30份按重量計的短纖維。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，充氣輪胎的縱橫比不大于55％。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，充氣輪胎的縱橫比不大于55％。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，充氣輪胎的縱橫比不大于55％。
全文摘要
一種制造充氣輪胎的方法,該方法包括:組裝未硫化橡膠部分以制成生輪胎;硫化生輪胎;和卷繞未硫化橡膠帶,從而使至少未硫化橡膠部分之一卷繞層總體聚集成具有預(yù)定的截面形狀,以制成至少所述未硫化橡膠部分之一。
文檔編號B29D30/72GK1350919SQ0113758
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者池田育嗣, 田中良和, 菊地尚彥 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社